CN206451035U - 一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置 - Google Patents

Abstract

一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，包括接口箱、上位机、转接电缆，接口箱包括网络通信LAN模块、主控模块、输入采集模块、输出生成模块；上位机通过LAN总线与地面测试设备中的动力学仿真计算机连接，网络通信LAN模块通过LAN总线与上位机连接，主控模块与网络通信LAN模块、输入采集模块、输出生成模块连接，输入采集模块、输出生成模块通过转接电缆与地面测试设备中的整形箱连接。本实用新型中接口箱可通过信号数量和种类最大包络的方法以及使用转接电缆的方式来适应不同平台的卫星，无需更改硬件即可完成不同平台卫星的控制系统地面设备联调，具有自动化程度高、提高了联调效率的优点。

Description

一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置

技术领域

本实用新型涉及航天器地面测试领域，具体涉及卫星地面测试过程中的地面测试设备的自检联调，特别是一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置。

背景技术

卫星地面测试过程中，不同阶段的测试项目需要在不同的场地进行。每次转阶段后，地面设备需转运至新的测试地点，为确保地面设备状态正常，需在测试前进行地面设备联调工作。

按照卫星控制系统地面测试设备信号的方向，可分为敏感器上行信号激励源和执行机构下行信号采集单元，联调过程中需对这两部分的信号电平、频率、相位等电特性进行检查。当前的联调模式采用万用表、示波器和信号源等通用设备，由测试人员手动来对各种星地信号进行检查。目前大型卫星的测试过程中，卫星和地面的接口信号多达上百个、类型达数十种，依靠通用设备对这些信号逐个做检测造成转阶段后地面设备联调的工作量很大。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，解决了传统的卫星地面测试过程中控制系统地面测试设备自检联调自动化程度低、消耗时间长的问题，实现通用化联调能力，可适用于卫星控制系统地面测试设备的自动化联调，具有成本低、体积小、联调过程自动化程度高、节省设备联调自检的人力需求、缩短联调过程时间的优点。

本实用新型的技术解决方案是：一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，包括接口箱、上位机、转接电缆；接口箱通过LAN总线与上位机连接，通过转接电缆与地面测试设备中的整形箱连接，上位机通过LAN总线与地面测试设备中的动力学仿真计算机连接。

所述的接口箱包括网络通信LAN模块、主控模块、输入采集模块、输出生成模块；网络通信LAN模块通过LAN总线与上位机连接，主控模块与网络通信LAN模块、输入采集模块、输出生成模块连接，输入采集模块、输出生成模块通过转接电缆与地面测试设备中的整形箱连接。

所述的接口箱为嵌入式设备。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型自动化联调装置与现有技术相比，仅需在联调前将地面设备电缆和本实用新型接口箱进行连接，然后能够自动对地面测试设备的输入输出信号进行检测，自动化程度高，提高了联调效率；

(2)本实用新型自动化联调装置与现有技术相比，具备通用性，接口箱可通过信号数量和种类最大包络的方法以及使用转接电缆的方式来适应不同平台的卫星，无需更改硬件即可完成不同平台卫星的控制系统地面设备联调；

(3)本实用新型自动化联调装置与现有技术相比，通过基于嵌入式设备和普通PC机实现，具有低成本、小型化的特点。

附图说明

图1为卫星控制系统地面设备组成结构图；

图2为卫星控制系统地面测试设备与自动化联调装置的连接图。

具体实施方式

本实用新型克服现有技术的不足，提出一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，解决了传统的卫星地面测试过程中控制系统地面测试设备自检联调自动化程度低、消耗时间长的问题，实现通用化联调能力，可适用于卫星控制系统地面测试设备的自动化联调，具有成本低、体积小、联调过程自动化程度高、节省设备联调自检的人力需求、缩短联调过程时间的优点。

本实用新型卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置包括接口箱、PC机、运行于PC机的自检软件。其中，接口箱为嵌入式设备，可完成电信号自动化采集与生成，包含信号生成、采集电路，主控制电路和网络通信模块，各部分的功能如下：

接口箱由输入采集电路、输出接口电路、主控模块和局域网通信模块组成，它可以实现地面设备输出给卫星的敏感器上行信号的采集，同时还可提供执行机构激励信号，输出给地面测试设备供地面设备采集。其采用的接口电路和卫星端的输入输出接口一致，可完成与地面设备的接口匹配。其中局域网通信模块在主控模块的控制下完成与上位机的网络通信。

上位机是带网卡的普通计算机，运行有自测试上位机软件，可实现与接口箱主控模块的双向通信，以及与地面测试设备中动力学仿真计算机的通信。

接口箱在主控模块的控制下通过接口电路采集地面测试设备的上行信号，通过网络模块将采集到的数据传输到上位机，再由上位机软件进行正确性判断；

上位机软件上可以设置激励值，将激励值通过LAN传递给接口箱的主控模块，接口箱在主控模块的控制下由其输出电路产生相应的激励值，用于检测地面设备的输入采集功能。

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，控制系统地面测试设备主要有动力学计算机、测试机柜、整形箱和各设备间的测试电缆组成。其中，动力学计算机运行动力学仿真软件，可以给地面设备提供敏感器激励信号的指令，再由测试机柜转换为电信号，经整形箱进行信号驱动、隔离后通过星地接口电缆将电信号传输到卫星控制系统的敏感器。另一方面卫星上的执行机构动作后产生电信号，经整形箱驱动、隔离后传输到测试机柜，由机柜采集，并转换为数字信号通过电缆传输到动力学计算机。有上述分析可知，整套控制系统地面测试设备给卫星敏感器提供激励信号，并且可以采集卫星执行机构的输出的信号。控制系统地面设备的联调工作需要完成整形箱和卫星之间的星地接口信号的正确性检验，包括信号的电压，电流，波形的相位关系等等。

如图2所示，卫星控制系统地面测试设备的联调装置主要包括接口箱、运行有自测试软件的计算机，网线和转接电缆。其中接口箱包括网络通信LAN模块，主控模块，输入采集模块和输出生成模块。接口箱可通过LAN模块与上位机中运行的自测试软件通讯，通过转接电缆和地面测试设备中的整形箱完成信号的输入输出。其中转接电缆是因为不同的整形箱所使用的星地接口电缆在节点和接插件定义上可能存在区别，使用转接电缆可以保证同一个接口箱可以适配不同的整形箱和星地接口电缆。本实用新型对控制地面设备进行自动化联调的的详细实施步骤如下：

1、电缆的连接

使用网线连接上位机网卡和接口箱的网络模块，以及动力学仿真计算机，使用转接电缆来连接整形箱和接口箱，以实现以上设备之间的信号传输。

2、编写输入输出信号设置及误差范围的配置文件

不同的地面测试设备的输入输出接口的种类，数量和电特性可能有差异，需要在上位机中的自测试软件中进行设置，包括每个敏感器激励信号的输出电压幅值，电流大小以及波形的相位等等。除此之外，还需设置每个信号的误差范围，即实际输出的信号和接口箱采集到的信号的电特性差值的允许范围，如果在允许范围，则表明地面测试设备工作正常。

3、地面测试设备的敏感器信号的联调

在上位机运行自测试软件，启动动力学计算机并运行动力学仿真软件，打开接口箱，测试机柜，以及整形箱的电源。在自测试软件上启动地面设备敏感器信号的联调过程，通过自测试软件读取第2步中所述的配置文件，将各敏感器的输出值以网络指令的形式传递给动力学仿真计算机，动力学仿真计算机按照自测试软件的设置指令，通过测试机柜和整形箱产生对应的敏感器激励信号。这些信号经过星地接口电缆和转接电缆接入到接口箱内部的输入采集电路，由主控电路统一收集和打包，再由通信模块传递到自测试软件。自测试软件比较其对地面设备的设置值与接口箱实际采集的信号的电特性，并按照配置文件中允许误差进行判断，如果在误差限以内，则认为联调通过，地面设备正常，否则表明地面测试设备工作异常。

3、地面测试设备的执行机构信号的联调

在上位机运行自测试软件，启动动力学计算机并运行动力学仿真软件，打开接口箱，测试机柜，以及整形箱的电源。在自测试软件上启动地面设备执行机构信号的联调过程，通过自测试软件读取第2步中所述的配置文件，将各执行机构的信号产生指令通过LAN传送给接口箱的通信模块，由主控模块根据指令控制输出接口电路产生相应的执行机构驱动信号，这些信号经过转接电缆和星地接口电缆接入整形箱，再通过地面测试电缆传输到测试机柜，最后到动力学计算机，并由动力学计算机通过网络接口打包发送到上位机的自测试软件中。上位机解析该网络数据包得到地面设备敏感器信号的实际采集值，并与指令设置值进行比较，按照配置文件中的误差限进行判断，如果在误差允许范围内则表明地面测试设备的执行机构信号采集功能正常，否则表明地面设备工作异常。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，其特征在于包括接口箱、上位机、转接电缆；接口箱通过LAN总线与上位机连接，通过转接电缆与地面测试设备中的整形箱连接，上位机通过LAN总线与地面测试设备中的动力学仿真计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，其特征在于：所述的接口箱包括网络通信LAN模块、主控模块、输入采集模块、输出生成模块；网络通信LAN模块通过LAN总线与上位机连接，主控模块与网络通信LAN模块、输入采集模块、输出生成模块连接，输入采集模块、输出生成模块通过转接电缆与地面测试设备中的整形箱连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种卫星控制系统地面测试设备自动化联调装置，其特征在于：所述的接口箱为嵌入式设备。